《工装模具制造商MGS的3D 打印技术与实验》

  • 来源专题:数控机床与工业机器人
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2015-11-04
  • 工装模具制造商MGS一直用各种增材制造(AM)技术生产生形,在模具近几年用于随形冷却通道。对于具有挑战性的部分设计和性能特点(例如,薄墙,平面度公差和零件的稳定性问题)或项目的项目,其中的周期时间优化是至关重要的,我们使用全面的过程模拟实验的各种冷却策略。这些冷却通道往往不能使用传统的消减加工方法制造。

    独特的零件的几何形状需要外部源的组合来创建所涉及的模具组件。随着客户的应用程序的发展,我们继续评估现有技术的范围,以确定在内部能力的投资。

    考虑的一个领域原型。为单个或小批量的原型生产使用的三维打印。然而,需要大量的原始零件的项目。通过我们的研究,我们的公司开始意识到使用的选项是创建临时插入/模具组件,但记录的结果和案例研究报告,这项选择很难。我们决定计划我们自己的实验使用设置为三维打印的核心和模座堆栈使用的模具。我们采取了一个现有的环设计和修改它的一些具有挑战性的几何特征。

    我们的目标是尽可能多地了解:(例如,草案的角度,深度的功能,门和壁厚)的三维打印的注塑模具组件的一般设计的局限性。模具材料的限制,可用于制造的组件(例如,该树脂是适合/不适合该技术)。在这种方式中,制造模具的真正成本和制造零件的交货时间(不只是印刷的核心和腔组件的成本)。使用任何给定的系统,我们可以使用任何给定的系统的可用部件的数量。

    我们需要知道什么可以做,这也意味着我们必须知道什么不能做。我们选择评价两种材质的三维制造:光固化(SLA)和层的添加剂技术。我们也选择了三种常见的树脂模具:聚丙烯(聚丙烯),丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(尼龙)和尼龙66。我们很快知道,这些是比较脆弱的,必须小心处理。同时,这些材料不像钢一样散热,所以循环次数多,时间更长,收缩的结果将不会转换到最终的生产模式。

    评估使用三维技术肯定不是一个为期一天的研究。一些活动需要计划,所有需要一个专门的设置,一个过程技术人员/操作员和一个项目经理。在接下来的几个月里,我们将继续尝试不同的材料和不同的结构技术。我将与我们的工程师密切合作,协助记录这些活动和计划分享我们许多知识与你在明年的详细的文章。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-04-25
    • 第四次工业革命已经到来,随之而来的将是前所未有的变革和机遇。 作为此次革命的核心驱动力——数字技术正在变得越来越快捷和经济,带给更多人看得见、摸得着的切实利益。随着人工智能 (AI)、机器学习、生成式设计和大数据等新兴技术正在加速各行各业的发展, 3D 打印技术也正在一步一步地颠覆传统制造业。 数字化转型带来的深远影响是不可估量的,这一点无可厚非。但工业4.0时代不仅需要新的技术,还需要新的技能和新的思维与工作方式。 对许多企业来说,这一变革非同小可,因为这意味着要注入新的投资、实施组织变革和提升员工技能。而为了增强客户关系和吸纳新业务,这种变革是必须的。企业必须作出积极转变,拥抱工业 4.0。 解锁新的可能性,需要思维上的转变 以 3D 打印为例:3D打印技术,即增材制造技术,可以通过不断叠加和粘合材料层,从无到有地构建出一个完整的功能部件,而无需建造注塑模具。这一转变对制造流程和产品形态所产生的影响是巨大的。3D打印带来了整体效率的提升——不但缩短了设计周期,降低了总生产成本,还缩短了从生产到交付的时间。 影响还不仅于此:3D打印技术还改变了设计师和制造商的工作方式,他们所采用的技术以及所需的培训也完全不同以往。 首先,3D打印技术可以说为设计师和工程师们打开了一扇全新的大门,让他们有充分的自由空间,发挥自己的创意灵感,摆脱以往的限制和束缚。 因为无需再使用注塑成型的模具,即使是为大批量生产而设计,设计师也不再需要考虑拔模角度或接缝的问题。简而言之,他们需要摒弃种种来自传统制造业的桎梏。工业4.0时代需要的是全新的思维模式、设计思路和技能,因为增材制造可以允许设计师创造出更复杂、甚至前所未有的新部件,固守传统的设计思维会渐落人后。 其次,不同于传统制造业的线性工作流程,3D 打印要求设计师和工程师在流程的每个节点都要更紧密地协作。传统的制造流程中,设计师和工程师之间的互动十分有限,设计师完成产品设计后,交由工程师开展原型构建和测试工作,之后再构建注塑成型的摸具并进行批量生产。然而,这也意味着针对功能方面的考量仅仅出现在开发周期的后半阶段,包括材料性能、结构完整性和设计耐用性等。 而 3D 打印生态系统则鼓励构建一个集成度更高、互动性更强的流程。设计师必须从设计周期伊始就考虑一个零部件是如何制造出来的。全新的 CAD 技术(即计算机辅助设计技术)已经可以支持在设计视觉构建期间就将功能因素也纳入考量,因此工程师也必须在设计初期就参与进来。 新的数字技术带来新的机遇 3D打印还为设计师和制造商带来了学习和应用新技术的机会。生成式设计和机器学习这两大创新技术是促成这个机遇的关键。 随着数字化制造的普及,CAD技术也在不断发展和更新。现在的 CAD 软件已经可以与虚拟现实 (VR) 或增强现实 (AR) 技术结合使用,支持设计师将计算机生成的任一图像叠加到真实场景中。而且 CAD 软件的操作也变得更加简单易懂,有些甚至是专为非专业程序员打造的。这些趋势正在推制造业的大众化,让每一个具有设计创造力的人都有机会成为一个制造者。 自动化的生成式设计软件能支持设计师快速查看零部件设计,并基于所选材料、生产方法和成本约束等数据参数生成多种设计排列方式。工程设计领域的领导者欧特克(Autodesk)提出,AI 系统可通过应用生成式设计原则,从单一设计中自动生成多种高性能的产品选择。这对设计师来说大有裨益,因为他们可以举一反三,在AI系统生成的成百上千个更多的设计作品中挑选出一个最符合其重要标准的设计。此外,原始三维设计文件还能够直接连接到 3D 打印机,计算出精确的材料使用量并快速地进行原型构建,避免浪费。 企业如何帮助员工更从容地应对转变 面对众多可供选择的新工具和新技术,如何打造合适的工作环境和员工支持系统是企业迈向数字化制造转型的关键一步。 首先是鼓励工程师接触新技术并进行积极尝试。这些工程师们已经习惯于传统的注塑成型工作流程,在面临学习新技能时可能会感到有些挑战。但在尝试新工具、学习新技能的过程中,他们会体验到全新的设计力量。探索新功能,发现自身局限,将有助于激发新的思维方式。 在工程师尝试熟悉 3D 打印技术时,持续性的培训必不可少。在惠普,30% 的 Indigo 打印机工程师都接受了增材制造设计 (DFAM) 培训。从麻省理工学院到南洋理工大学,一些世界知名的高校也推出了在线课程和短期课堂培训,向处于职业生涯中期的工程师介绍 3D 打印的基础知识、应用和商业意义。 惠普还为处于数字化转型的客户提供诸多帮助。为了更好地了解客户的需求及其当前的制造方式,我们从生产线入手,去查看生产线上的不同组件,了解每个零部件的应用和标准。这样,我们可以识别出能用3D打印技术更优化、更快捷地生产的部件,从而最大限度地降低成本或减少对现有生产周期的影响。以这样的方式,我们与各个公司合作,帮助他们确定在制造流程中哪些零部件的生产可以用3D打印技术替换。 让下一代做好迎接数字化制造的准备 随着工程和设计变得越来越密不可分,混合高等教育课程也将在下一代工程师中越来越普及。帝国理工学院和宾夕法尼亚州立大学等高校已分别开始提供设计工程综合硕士学位和增材制造与设计工程硕士学位。惠普去年 10 月推出的 HP-NTU 企业实验室也将专注于开发关于增材制造设计的教育课程,涵盖数据管理、安全性、用户体验和业务模式等领域。 这些课程将设计思维、工程知识和实践相结合,能够为毕业生提供促进数字化制造发展所需的技能。在短短几年内,他们将成为加速和规范数字化制造的主力军。 行业的发展日新月异,如果制造商能够采用正确的工具和技术并激励员工探索创造性解决方案来应对业务挑战,那我们将有机会解锁无数崭新的商机。
  • 《英国政府投入120万英镑,研究模具3D打印再制造技术》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-06-05
    • 2019年6月4日,作为英国政府技术战略委员会Innovate UK资助的一项耗资120万英镑(150万美元)的项目中的一部分,由七家公司和组织组成的财团正在利用增材制造来实现英国工具和模具行业的低成本再制造。该项目名为DigiTool,旨在应对昂贵的模具更换和维修成本,通过增材制造和其他新技术延长使用寿命和功能性能。 斯特拉思克莱德大学先进成形研究中心(AFRC)正在为DigiTool提供增材制造技术,其激光金属沉积(LMD)混合机器也能够进行CNC加工。 Toolroom Technology Limited(TTL)是一家总部位于英国的软件解决方案提供商,领导了该项目,其他合作伙伴包括Applied Tech Systems(ATS),Hybrid Manufacturing Technologies(HMT),INSPHERE Ltd和Kimber Mills International,所有这些都是在先进制造领域专业化的公司。 AFRC的加工和增材制造团队负责人Stephen Fitzpatrick表示:“工具和模具行业的投资一直很缓慢,这使资源有限的组织很难重新考虑他们的制造过程。通过我们的增材制造数字框架,我们将以较低的成本为这些公司提供新的研究,技术和洞察力。” 该联盟及其DigiTool项目旨在帮助各种规模的组织采用增材制造,从而使他们能够重新制造损坏的模具。 使用增材制造等新技术和新工艺,工具和模具行业的公司可以通过再制造来克服更换和维修的成本。这将有助于公司节省成本和材料,同时以更少的浪费提高其可持续性。 Fitzpatrick补充说:“该联盟正在为该项目带来不同的专业技术,希望通过采用创新和新技术来加强整个行业的竞争。” 利用LMD混合机器平台,该联盟目前正在研究增材制造解决方案,以再制造模具上的受损区域。使用扫描和计量来识别磨损区域,之后使用增材制造来再制造模具。最初的项目试验已经完成,目前正在对Kimber Mills的铁路应用中的再制造模具进行分析。 值得注意的是,LMD混合机床是一种传统的数控机床,采用增材制造技术进行改造,旨在向中小企业证明,他们可以使用现有的数控技术采用增材制造,而无需在全新机器上花钱。 ARFC的LMD混合机器适用于DigitTool框架,旨在为中小企业提供集成新技术的单一数字平台。菲茨帕特里克解释说:“该行业内的许多公司可能已经拥有一台可以进行改装以整合激光金属沉积的机器,从而可以升级现有资产并节省购买全新机器的成本。”